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PAMPA 与 MDCK 渗透模型:Caco-2 之外的吸收预测工具

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PAMPA 与 MDCK 渗透模型:Caco-2 之外的吸收预测工具

PAMPA 与 MDCK 渗透模型:药物跨人工脂质膜与细胞单层示意图

提到「预测口服吸收」,大多数人的反应是 Caco-2——人结肠癌上皮细胞,用了三十年的「金标准」。但 Caco-2 不是万能的:它培养周期长(约 21 天才分化成熟)、通量有限、成本不低,而且对「被动扩散」为主的化合物,其实有更轻更快的替代方案。于是问题来了:什么时候可以不用 Caco-2,而用 PAMPA 或 MDCK 模型?

据爱思益普官网,其渗透性检测除 Caco-2 外,还提供 PAMPA(平行人工膜渗透性测定)、MDCK-MDR1 与 MDCK-BCRP 模型,用于不同场景下的吸收与转运评估。

先看这几种渗透模型的定位:

模型原理适合回答
Caco-2人肠上皮细胞单层肠道吸收的综合预测(被动 + 主动)
PAMPA人工脂质膜纯被动扩散的快速初筛
MDCK-MDR1高表达 P-gp 的犬肾细胞是不是 P-gp 底物
MDCK-BCRP高表达 BCRP 的犬肾细胞是不是 BCRP 底物

PAMPA 的核心是「人工脂质膜」——它没有细胞、没有转运体、没有代谢酶,只有一层脂质双分子层。所以它测的是「纯被动扩散」,即化合物靠浓度差穿过膜的能力。它的优势是快、便宜、通量高,适合在早期「大批量」初筛渗透性;它的局限也很明确——因为没有转运体和代谢,测不出「主动转运」和「外排」的影响。

MDCK-MDR1 和 MDCK-BCRP 则是「定向表达单个外排泵」的细胞模型:MDCK(犬肾上皮细胞)本身易培养、易成单层,把 MDR1(编码 P-gp)或 BCRP 转染进去后,就成了「专门看 P-gp 或 BCRP 外排」的模型。用它测一个化合物,如果「外排方向的渗透」明显大于「吸收方向」,就说明这个化合物是 P-gp 或 BCRP 的底物——这正是评估「药物会不会被外排泵挡在细胞外」的关键手段。顺便厘清两个缩写:MDR1 编码的 P-gp(P-糖蛋白)和 BCRP(乳腺癌耐药蛋白),是临床常见的两个药物外排泵,也是肿瘤耐药研究里的「老熟人」。

相比 Caco-2,MDCK 系列模型的一大优势是「快」——MDCK 细胞成单层所需时间明显短于 Caco-2,且批间一致性更好,适合把「外排底物判定」做高通量、标准化。所以很多团队的策略是:早期用 PAMPA 大批量排渗透性,中期用 MDCK-MDR1 / MDCK-BCRP 定向排查外排底物,锁定关键候选物后再用 Caco-2 做终的完整吸收评估。这套「PAMPA 初筛 + MDCK 定向 + Caco-2 终审」的组合,正是官网把三者并列提供的价值所在。

对决策者来说,选型逻辑是「按问题选工具」:早期大批量筛「被动扩散渗透性」,用 PAMPA 又快又省;要完整评估「肠道吸收」,用 Caco-2;要专门判断「是不是 P-gp / BCRP 底物」,用 MDCK-MDR1 / MDCK-BCRP。核心原则是——Caco-2 是综合金标准,但 PAMPA 适合高通量初筛、MDCK 适合定向看外排泵,三者是互补关系而非替代关系。

它的边界也要认清:PAMPA 因为没有转运体,会「漏掉」主动转运或外排的影响,所以 PAMPA 数据只用于初筛排序,关键候选物仍需 Caco-2 复核;MDCK-MDR1 / BCRP 则专门用于外排底物判断,不能替代 Caco-2 的完整吸收评估。

问:PAMPA 能替代 Caco-2 吗?

不能完全替代。PAMPA 只有人工脂质膜,没有转运体和代谢酶,只能测纯被动扩散,适合早期高通量初筛;Caco-2 是人肠上皮细胞,能综合反映被动扩散、主动转运和外排,仍是肠道吸收评估的金标准。PAMPA 用于「排序初筛」,关键候选物仍需 Caco-2 复核。

问:MDCK-MDR1 和 MDCK-BCRP 是干什么用的?

它们是在犬肾上皮细胞(MDCK)里定向高表达 P-gp(MDR1)或 BCRP 的模型,专门用来判断「化合物是不是 P-gp 或 BCRP 外排底物」。如果化合物外排方向的渗透明显大于吸收方向,就说明它是对应外排泵的底物,评估其是否会被挡在细胞外。

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